(57)【要約】【課題】鋼板の表面に光を照射して、その反射光の受光信号を演算処理することによって、鋼板の表面を検査する表面検査装置において、鋼板や表面検査装置自体が振動した場合にでも適切に鋼板の表面を検査することができる上に、設備費用も安価である鋼板の表面検査装置を提供する。【解決手段】特定の位置ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子のみ、他の発光素子とは異なる波形の光を発光し、鋼板１等の振動がない場合にａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子からの光を受光するように定めたｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子の位置と、ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子からの光を実際に受光したｃ部（Ｒａ-ｘ，Ｃａ-ｙ）の受光素子との位置との差に基づいて、鋼板１等のブレ量ΔＲ、ΔＣを演算し、そのブレ量ΔＲ、ΔＣに応じて、受光部における受光信号の位置を補正する。【選択図】図１
2007033028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源素子を備えた光源から、鋼板に対して光を一次元状又は多次元状に照射し、その反射光を同次元状の受光部で受光して、受光信号を演算処理することにより、鋼板の表面を検査する表面検査装置であって、
前記光源の特定の位置の光源素子のみ、他の光源素子とは異なる波形の光を照射し、受光部では、鋼板および表面検査装置自体の振動がない場合に前記特定の光源素子からの光を受光する受光素子の位置を予め定めておき、この予め定めておいた受光素子の位置と、特定の光源素子からの光を実際に受光した受光素子の位置との差に基づいて、受光部における受光信号の位置を補正することを特徴とする鋼板の表面検査装置。
【請求項２】
複数の光源素子を備えた光源から、鋼板に対して光を一次元状又は多次元状に照射し、その反射光を同次元状の受光部で受光して、受光信号を演算処理することにより、鋼板の表面を検査する表面検査装置であって、
前記光源の特定の位置の光源素子のみ、他の光源素子とは異なる波形の光を照射し、受光部では、鋼板および表面検査装置自体の振動がない場合に前記特定の光源素子からの光を受光する受光素子の位置を予め定めておき、この予め定めておいた受光素子の位置と、特定の光源素子からの光を実際に受光した受光素子の位置との差に基づいて、鋼板または／および表面検査装置自体の振動量を演算し、その振動量に応じて検査結果を補正することを特徴とする鋼板の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の表面検査装置に関するものであり、特に、鋼板の表面に光を照射して鋼板表面を検査する表面検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の表面に光を照射して、その反射光の受光信号（受光レベル）を演算処理することによって、鋼板の表面を検査することは、広く行われているが、鋼板は生産ライン上を搬送される際に振動することが多く、また、使用する表面検査装置自体（光源や受光部）も振動することが多いため、振動による測定への影響、いわゆる、ブレの影響を受けてしまう。
【０００３】
そこで、そのブレの影響を排除するために、特許文献１に記載の表面検査装置では、互いに間隔をおいて隣接する２つの位置から、鋼板表面の同一の検査位置に向けて照明光を照射することにより、反射光強度分布を広角度域に広げることで、表面の異常判断余裕度を高めようとしている。
【特許文献１】特開平８−２７８２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の表面検査装置においては、複数の照明光源を設置する必要があり、そのために設備費用が高価になってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼板の表面に光を照射して、その反射光の受光信号を演算処理することによって、鋼板の表面を検査する表面検査装置において、鋼板や表面検査装置自体が振動した場合にでも適切に鋼板の表面を検査することができる上に、設備費用も安価である鋼板の表面検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００７】
［１］複数の光源素子を備えた光源から、鋼板に対して光を一次元状又は多次元状に照射し、その反射光を同次元状の受光部で受光して、受光信号を演算処理することにより、鋼板の表面を検査する表面検査装置であって、
前記光源の特定の位置の光源素子のみ、他の光源素子とは異なる波形の光を照射し、受光部では、鋼板および表面検査装置自体の振動がない場合に前記特定の光源素子からの光を受光する受光素子の位置を予め定めておき、この予め定めておいた受光素子の位置と、特定の光源素子からの光を実際に受光した受光素子の位置との差に基づいて、受光部における受光信号の位置を補正することを特徴とする鋼板の表面検査装置。
【０００８】
［２］複数の光源素子を備えた光源から、鋼板に対して光を一次元状又は多次元状に照射し、その反射光を同次元状の受光部で受光して、受光信号を演算処理することにより、鋼板の表面を検査する表面検査装置であって、
前記光源の特定の位置の光源素子のみ、他の光源素子とは異なる波形の光を照射し、受光部では、鋼板および表面検査装置自体の振動がない場合に前記特定の光源素子からの光を受光する受光素子の位置を予め定めておき、この予め定めておいた受光素子の位置と、特定の光源素子からの光を実際に受光した受光素子の位置との差に基づいて、鋼板または／および表面検査装置自体の振動量を演算し、その振動量に応じて検査結果を補正することを特徴とする鋼板の表面検査装置。
【０００９】
なお、本願発明において異なる波形の光とは、波長、周波数（実質的に波長と同じ）、振幅、位相などの少なくとも一つが異なる光をいう。さらに、光（光源）の有無の相違も、当然、波形が異なるという概念に含まれる。つまり、振幅が０（ゼロ）か、０（ゼロ）でないとの違いで表されるので、異なる振幅の波形として考えればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、光源の特定の位置の光源素子のみ、他の光源素子とは異なる波形の光を照射し、鋼板および表面検査装置自体の振動がない場合にその特定の光源素子からの光を受光するように定めた受光素子の位置と、特定の光源素子からの光を実際に受光した受光素子の位置との差に基づいて、鋼板等の振動量を演算し、その振動量に応じて受光部の受光信号を演算補正するようにしているので、鋼板等が振動した場合にでも適切に鋼板表面の検査をすることができる。しかも、１個の照明光源で済むので設備費用も安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１２】
なお、この実施形態では、光が二次元状（面状）に照射される例で説明するが、光が一次元状（線状）に照射される場合や、二次元よりも高次な形状に照射される場合であってもよい。
【００１３】
図１は表面検査装置の全体構成を示すものであり、表面検査装置は投光器２と受光器３を各１個備えている。
【００１４】
投光器２には、ＬＥＤ発光素子（光源素子）が格子状に配列されており、各々の素子は独立して発光し、発光した光は投光器２内の光学機構を経由して鋼板１に対して照射される。
【００１５】
投光器２から鋼板１に対して照射された二次元状の光は、鋼板１で反射したのち、受光器３で受光される。
【００１６】
受光器３には、ＣＣＤ受光素子が格子状に配列されており、これらの受光素子は、鋼板１で反射した光を受光する。
【００１７】
ここで、投光器２に格子状に配列されているＬＥＤ発光素子は、図２（ａ）に示すように、行方向にＲｎ行、桁方向にＣｎ列、つまりＲｎ×Ｃｎ状に配置されている。これによって、投光器２から照射される光は、Ｒｎ×Ｃｎの面状に照射されることになる。
【００１８】
また、受光器３に格子状に配列されているＣＣＤ受光素子も、図２（ｂ）に示すように、行方向にＲｎ行、桁方向にＣｎ列、つまりＲｎ×Ｃｎ状に配置されている。
【００１９】
そして、投光器２の各発光素子と受光器３の各受光素子とは一対一に対応しており、図２（ａ）中に示すａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子の光は、図２（ｂ）中に示すように対応するｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子が受光するように、投光器２および受光器３の視野角や入出射角度等の位置関係が設定されている。この投光器２の各発光素子と受光器３の各受光素子との対応関係は、鋼板１と投光器２と受光器３の位置関係が変わらない限り、変化しない。
【００２０】
しかしながら、実際の生産ラインにおいては、特に搬送から停止、停止から搬送再開などのタイミングで鋼板１の張力が変動することによって鋼板１のパスラインが変動して、投光器２と受光器３に対する鋼板１の相対関係（距離）が一時的に初期設定の状況と変わったり、鋼板の高速搬送時での振動などの影響を受けて、投光器２も受光器３も振動するため、投光器２の各発光素子と受光器３の各受光素子との対応関係が変化してしまう。これらの位置変動や振動量（ブレ）の影響により、受光器の受光光量変化等で検査結果に誤差を生じ、過検出や未検出となってしまう。
【００２１】
そこで、ブレの影響を排除するためには、ブレ量（振動量）を把握する必要がある。ブレ量が把握できれば、受光信号をブレ量分だけ補正することによって、ブレの影響を排除することができるからである。
【００２２】
以下に、ブレ量の把握と、それによる受光信号の補正について述べる。
【００２３】
図３（ａ）に示すＲｎ×Ｃｎ状に配置されている発光素子のなかで、特定の位置の発光素子、ここでは、ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子だけは、他の発光素子と波形を異ならせるために異なる波長の光を発光させている。例えば、ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子には波長が０．４μｍの光を発光させ、他の発光素子には波長が０．７μｍの光を発光させる。
【００２４】
そして、鋼板１等の振動がない場合には、波長が０．４μｍの光は、図３（ｂ）に示すｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子に受光される。あるいは、初期の正常状態におけるｂ部（Ｒａ，Ｃａ）に相当する、波長０．４μｍの光を受光器が受光する位置（画素）を記憶しておいてよい。
【００２５】
これに対して、鋼板１等の振動がある場合には、波長が０．４μｍの光は、ｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子では受光されず（あるいは、初期の正常状態での受光位置（画素）では受光されず）、行方向にｘ、桁方向にｙずれたｃ部（Ｒａ-ｘ，Ｃａ-ｙ）の受光素子に受光される。
【００２６】
このとき、本来受光されるべきｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子と実際に受光したｃ部（Ｒａ-ｘ，Ｃａ-ｙ）の受光素子との行方向の位置ブレ量ΔＲと桁方向の位置ブレ量ΔＣは、受光素子１個の行方向の長さをＳｒ、桁方向の長さをＳｃとすると、
ΔＲ＝ｘ＊Ｓｒ
ΔＣ＝ｙ＊Ｓｃ
で与えられる。
【００２７】
特定の発光素子のみ、他の発光素子と異なる波長の光を発光させているので、鋼板１等の振動によってブレが生じた場合、その位置ブレ量ΔＲ、ΔＣが把握できるのである。
【００２８】
そして、位置ブレ量ΔＲ、ΔＣが把握できたら、各受光素子の受光信号を、行方向に−ΔＲ分、桁方向に−ΔＣ分だけ補正する。または、検査結果のうち、欠陥位置情報を表すデータについて補正をおこなってもよい。
【００２９】
これによって、鋼板１等の振動によるブレの影響を解消することができる。
【００３０】
また、桁方向のずれ量ｘは鋼板高さ方向の変動に大きく影響され、行方向のずれ量ｙは鋼板高さ方向の変動や幅方向の傾斜と受光器視野の画角の関係に影響されると考えられる。予め鋼板のブレ量（変動量）と、ｘ、ｙの値の対応関係を事前に収集しておけば、操業時に実測したｘ、ｙから、鋼板や投光器、受光器のブレ量が概略判断できる。したがって、ブレ量が大きい場合には正常な検査ができていない可能性があるので、検査結果を検査異常と補正して、データを書き直し、検査ができていないことを表示して、検査員による目視検査を促すようにしてもよい。
【００３１】
上記のようにして、この実施形態においては、特定の位置ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子のみ、他の発光素子とは異なる波長の光を発光し、鋼板１等の振動がない場合にａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子からの光を受光するように定めたｂ部（Ｒａ，Ｃａ）の受光素子の位置と、ａ部（Ｒａ，Ｃａ）の発光素子からの光を実際に受光したｃ部（Ｒａ-ｘ，Ｃａ-ｙ）の受光素子との位置との差に基づいて、鋼板１等のブレ量ΔＲ、ΔＣを演算し、そのブレ量ΔＲ、ΔＣに応じて各受光素子の受光信号を補正するようにしているので、鋼板１等が振動した場合にでも適切に鋼板表面の検査をすることができる。しかも、１個の照明光源で済むので設備費用も安価である。
【００３２】
なお、本実施形態では、波長が異なる光源を用いて説明したが、波長に限定されず、周波数、振幅、位相の少なくとも１つが異なる光源を用いても、同様に本発明を実施可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態における表面検査装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における発光素子と受光素子との対応関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における発光素子と受光素子との対応関係のブレを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  鋼板
２  投光器
３  受光器
【図１】
2007033028.tif 000003
【図２】
2007033028.tif 000004
【図３】
2007033028.tif 000005